KR102269859B1 - 축광안료를 포함하는 보차도용 블록의 제조방법. - Google Patents

Abstract

본 발명은 기층 및 표층이 적층되어 이루어지며 축광안료를 포함하는 보차도용 블록의 제조방법으로서, 성형틀에 제1 페로니켈 슬래그, 슬래그 시멘트, 및 석분을 포함하는 기층용 조성물을 충진하는 단계, 상기 성형틀을 가압하여 기층을 제조하는 단계, 상기 기층 상에 제2 페로니켈 슬래그, 슬래그 시멘트 및 착색제를 포함하는 표층용 조성물을 충진하는 단계, 상기 성형틀을 가압하여 상기 기층 상에 표층을 형성한 블록 성형체를 제조하는 단계, 상기 블록 성형체를 양생하는 단계를 포함하며, 상기 제2 페로니켈 슬래그는 축광안료 분말 및 실리콘 오일의 수용액과 혼합하여 표면 처리하여 제조되는 것을 특징으로 한다.

Description

축광안료를 포함하는 보차도용 블록의 제조방법.{MANUFACTURING METHOD OF BLOCK FOR SIDEWALK COMPRISING PHOSPHORESCENT PIGMENTS}

본 발명은 축광안료를 포함하는 보차도용 블록의 제조방법에 관한 것으로서, 철강 산업에서 발생하는 폐기물인 페로니켈 슬래그 및 고로 슬래그를 재활용하여 제조되는 보차도용 블록에 축광안료가 함유됨으로써 보차도용 블록의 시인성을 향상시킬 수 있는 보차도용 블록의 제조방법에 관한 것이다.

노면 표시선, 터널 내벽 등을 도장할 때 시인성의 확보를 위하여 축광안료를 포함하는 조성물을 이용하는 기술이 널리 활용되고 있다.

예를 들어, 대한민국 등록특허공보 10-1738999호, 10-1780896호 등에서는 축광안료를 포함하는 축광도료 조성물을 사용하여 노면 표시선을 도장하는 기술이 개시되어 있는데, 상기 축광도료 조성물에 함유되는 축광안료는 축광성능의 유지를 위하여 방수 처리 또는 내수 처리를 하여 사용하고 있다.

도장에 의해 축광안료를 도포하는 경우, 시간이 경과하면서 도장층이 벗겨질 수 있으며, 이에 따라 축광성능이 저하되어 다시 도포 작업을 해야 하는 등의 문제점이 있다. 이러한 이유로 대한민국 등록특허공보 10-1181900호에서는 표시블록에 축광안료를 포함하는 색상층을 적층함으로써 축광도료의 내구성을 확보하고 있다. 그러나 이러한 기술에서도 축광안료를 포함하는 색상층이 마모될 수 있어 표면에 다시 보호층을 형성하고 있는데, 결국 보호층의 열화에 의해 상기 색상층의 성능이 저하되는 문제를 피할 수 없다.

또한, 대한민국 등록특허공보 10-0940596호에서는 도로용 경계블록의 제조 과정에서 경화제에 안료, 형광물질, 축광물질 등을 부가하여 시인성을 확보하고 있으나, 이는 플라스틱 소재의 블록으로서 경계블록에는 적용할 수 있으나, 노면에 직접 적용하는 용도로 사용할 수 없는 문제점이 있다.

출원인은 대한민국 등록특허공보 10-2111530호를 통하여 철강 산업에서 발생하는 폐기물인 페로니켈 슬래그 및 고로 슬래그를 재활용하여 보차도용 블록을 제조함으로써 보차도용으로 적용할 수 있는 투수성 및 내구성을 확보한 기술을 개발한 바 있다.

이와 같은 보차도용 블록에 축광안료가 안정적으로 포함될 수 있다면, 표면에 도포하거나 적층할 때와는 달리 안정적인 축광성능을 발현할 수 있을 것으로 기대된다.

대한민국 등록특허공보 10-1738999호 대한민국 등록특허공보 10-1780896호 대한민국 등록특허공보 10-0940596호 대한민국 등록특허공보 10-2111530호

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 철강 산업에서 발생하는 폐기물인 페로니켈 슬래그 및 고로 슬래그를 재활용하여 제조되는 보차도용 블록에 축광안료를 함유하도록 함으로써 시인성이 우수한 보차도용 블록을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

특히, 공정조건의 최적화를 통해 보차도용 블록의 설치 환경에서도 축광안료가 안정적인 축광성능을 나타낼 수 있도록 보차도용 블록을 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 보차도용 블록의 제조방법은 축광안료를 함유하는 제조방법을 적용하여 보차도용 블록에 축광성능을 부여한 것으로서, 기층 및 표층이 적층되어 이루어지는 보차도용 블록에 관한 것이다.

상기 제조방법은 성형틀에 제1 페로니켈 슬래그, 슬래그 시멘트, 및 석분을 포함하는 기층용 조성물을 충진하는 단계, 상기 성형틀을 가압하여 기층을 제조하는 단계, 상기 기층 상에 제2 페로니켈 슬래그, 슬래그 시멘트 및 착색제를 포함하는 표층용 조성물을 충진하는 단계, 상기 성형틀을 가압하여 상기 기층 상에 표층을 형성한 블록 성형체를 제조하는 단계, 상기 블록 성형체를 양생하는 단계를 포함하며, 상기 제2 페로니켈 슬래그는 축광안료 분말 및 실리콘 오일의 수용액과 혼합하여 표면 처리함으로써 제조되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 제2 페로니켈 슬래그는 증류수 100 중량부에 대하여 실리콘 오일 20 내지 30 중량부, PEO-b-PCL(poly(ethylene oxide)-block-poly(ε-caprolactone)) 공중합체 10 내지 20 중량부를 혼합하여 실리콘 오일 수용액을 제조하는 단계, 상기 실리콘 오일 수용액에 축광안료 분말 20 내지 40 중량부를 혼합하여 축광안료 수용액을 제조하는 단계, 상기 축광안료 수용액에 상기 제2 페로니켈 슬래그 100 내지 200 중량부를 혼합하고 이를 건조하여 표면 처리하는 단계를 포함하여 제조될 수 있다.

또한, 상기 블록 성형체를 제조하는 단계에서 상기 성형틀에 1 내지 5초 동안 진동을 부여한 후 상기 성형틀을 가압하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 보차도용 블록은 철강 산업에서 발생하는 폐기물인 페로니켈 슬래그 및 고로 슬래그를 재활용하여 제조되며, 축광안료를 함유하도록 함으로써 축광성능을 나타내어 시인성이 우수한 보차도용 블록을 제조할 수 있다.

특히, 공정조건의 최적화를 통해 보차도용 블록의 설치 환경에서도 축광안료가 안정적인 축광성능을 나타낼 수 있도록 보차도용 블록을 제조할 수 있다.

도 1은 실시예 1(a) 및 비교예 4(b)에 따른 블록의 잔광휘도의 측정결과이다.

이하 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명에 따른 보차도용 블록은 출원인의 등록특허인 대한민국 등록특허공보 10-2111530호에 개시된 것과 같은 기층 및 표층이 적층되어 이루이지는 블록으로서, 기층에 축광안료가 함유되도록 함으로써 보차도용으로 설치했을 때 축광성능이 발현되므로 시인성을 확보할 수 있게 된다.

종래기술에서는 축광안료를 사용할 때 잔광 시간을 늘이기 위하여 축광안료 분말을 방수 처리 또는 내수 처리하는 기술이 개시되고 있다.

이러한 방수 처리 방법은 축광안료 분말의 표면에 불소계 또는 실리콘계 화합물로 코팅층을 형성하는 것인데, 불소 첨가 에틸렌 프로필렌(FEP) 공중합체나 실리콘계 공중합체를 사용하여 표면 처리를 하고 있다.

이러한 방법에 의해 축광안료 분말을 표면 처리하는 경우 축광 성능이 향상되기는 하나 본 발명에서와 같이 블록의 성형 공정에서 이러한 표면 처리한 축광안료 분말을 함유하는 경우 가압 조건의 성형 공정 및 슬래그와의 마모로 인하여 보차도용으로 시공한 후 축광성능을 장기간 유지하기 어려운 것으로 나타났다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에서는 성형틀에 제1 페로니켈 슬래그, 슬래그 시멘트, 및 석분을 포함하는 기층용 조성물을 충진하는 단계, 상기 성형틀을 가압하여 기층을 제조하는 단계, 상기 기층 상에 제2 페로니켈 슬래그, 슬래그 시멘트 및 착색제를 포함하는 표층용 조성물을 충진하는 단계, 상기 성형틀을 가압하여 상기 기층 상에 표층을 형성한 블록 성형체를 제조하는 단계, 상기 블록 성형체를 양생하는 단계의 종래기술에 따른 블록 제조방법에 더하여, 상기 제2 페로니켈 슬래그에 대하여 축광안료 분말 및 실리콘 오일의 수용액과 혼합하여 표면 처리함으로써 축광안료 분말이 상기 페로니켈 슬래그 입자의 표면에 분산 및 결합한 상태를 이루도록 하고 있다.

이러한 제조방법을 적용하는 경우, 제조된 블록에 함유된 축광안료의 성능이 장기간에 걸쳐 유지되며, 특히, 실리콘 오일로 처리된 축광안료 분말의 내수성이 유지됨으로써 블록 표면에서의 시인성이 열화되는 종래의 블록에서 발생하던 문제점이 해소되는 것으로 나타났다.

일반적인 실리콘 오일은 물에 불용성인데, 이러한 실리콘 오일을 수용성으로 개질하는 경우 표면 흡착 및 분산에 유리한 것으로 알려져 있다. 예를 들어, J. Colloid and Interface Sci. 351(2010) 102-107에는 실리콘 오일과 PEO-b-PCL(poly(ethylene oxide)-b-poly(ε-caprolactone)을 혼합하여 오일-물 에멀전을 형성함으로써 수용성으로 개질하는 실험결과가 개시되어 있는데, 이를 통해 실리콘 오일이 가용 상태를 이룰 수 있게 된다.

이러한 실험결과를 바탕으로 본 발명에서는 상기 페로니켈 슬래그에 대하여 다음과 같은 공정을 통해 표면 처리를 수행한다. 상기 표면 처리는 제1 페로니켈 슬래그 및 제2 페로니켈 슬래그 모두에 대해 실시할 수도 있으나, 보차도용으로 시공했을 때 표면에 노출되는 부분인 표층에 함유되는 제2 페로니켈 슬래그에 대해서만 표면 처리를 하는 것이 경제적이다.

먼저, 증류수 100 중량부에 대하여 실리콘 오일 20 내지 30 중량부, PEO-b-PCL(poly(ethylene oxide)-block-poly(ε-caprolactone)) 공중합체 10 내지 20 중량부를 혼합하여 실리콘 오일 수용액을 제조한다. 이 상태에서 실리콘 오일은 W/O(오일-물) 에멀전을 형성하게 된다. 상기 실리콘 오일로는 디메틸실리콘 오일 또는 메틸페닐실리콘 오일을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 실리콘 오일과 PEO-b-PCL 공중합체를 상기 비율로 혼합할 때 W/O 에멀전을 안정적으로 형성하는 것으로 나타났다.

상기 W/O에멀전을 형성한 실리콘 오일 수용액에 축광안료 분말 20 내지 40 중량부를 혼합하면 축광안료 수용액을 제조할 수 있다. 상기 축광안료는 분말형 안료로서, 시판되는 황화물계 축광안료 분말을 사용할 수 있다. 상기 실리콘 오일 수용액을 적용하면 다양한 형태의 축광안료 분말에 대한 분산성을 확보할 수 있는 것으로 나타났는데, 실리콘 오일이 상기 축광안료 분말을 포집하는 형태로 분산되기 때문인 것으로 추측된다. 또한, 상기 축광안료 분말의 혼합량이 지나치게 많은 경우 미분산된 침전물이 발생하는 것으로 나타났으며, 너무 적은 양으로 함유되는 경우에는 축광성능이 불충분하여 시인성이 떨어지는 것으로 나타나 상기 함량 범위에서 혼합되는 것이 바람직한 것으로 나타났다.

상기와 같이 제조된 축광안료 수용액에 상기 제2 페로니켈 슬래그 100 내지 200 중량부를 혼합하는데, 이 과정을 통해 슬래그의 표면에 축광안료를 함유하는 수용액이 분산되어 도포된다. 이를 통상의 오븐 등을 사용하여 건조하면 상기 제2 페로니켈 슬래그 입자의 표면 처리가 완료된다.

또한, 상기 제2 페로니켈 슬래그의 표면 처리는 표층용 조성물을 충진하기 전에 제조하는 것이 바람직하다. 상기 제2 페로니켈 슬래그를 미리 표면 처리하고 장시간 방치하는 경우 축광안료의 소실이 발생하는 것으로 나타났으며, 가압하여 블록 성형체를 제조하는 과정에서 상기 제2 페로니켈 슬래그의 표면에 분산된 축광안료가 안정화되는 것으로 나타났다.

따라서 종래기술에서 수지 조성물로 축광안료의 표면을 도포할 때와 달리 본 발명의 제조방법에 따르면 성형 조건에서 축광안료가 오히려 더 안정화되어 축광성능을 발현하는 블록을 효과적으로 제조할 수 있음을 확인하였다.

또한, 상기 보차도용 블록은 상기 기층 및 표층으로 이루어짐으로써 투수성과 내구성을 확보할 수 있는데, 축광안료를 함유하더라도 종래기술에 따른 보차도용 블록의 성능을 유지하는 것으로 나타났다. 또한, 상기 블록을 구성하는 주원료로서 페로니켈 슬래그와 고로 슬래그를 포함하는 슬래그 시멘트를 적용할 때, 상기 제1 페로니켈 슬래그는 입자 크기가 4 내지 8㎜이며, 상기 제2 페로니켈 슬래그는 입자 크기가 2 내지 4㎜가 되도록 분급함으로써 기층과 표층의 적층에 따른 적합한 물성을 얻을 수 있다.

즉, 기층은 지면과 접지하여 통수성이 우수해야 하기 때문에 사용되는 제1 페로니켈 슬래그의 입자 크기는 8㎜ 이하라면 특별히 크기에 제한이 없어 1차 분급 공정을 통해서도 쉽게 수득될 수 있다. 그러나 상기 표층을 구성하는 제2 페로니켈 슬래그는 입자크기가 2 내지 4㎜의 범위가 되도록 분급하여 사용하게 되는데, 이를 위해 상기 페로니켈 슬래그를 2차 이상 분급 공정을 반복 수행함으로써 입자 크기를 조절하는 것이 바람직하다. 이를 통하여 사람이나 차량이 접지하는 기층의 표면 거칠기를 개선하며, 표면 내구성을 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 상기 기층 및 표층용 조성물을 구성하는 슬래그 시멘트는 포틀랜드 시멘트와 고로 슬래그를 혼합한 것으로서 일반적으로 포틀랜드 시멘트의 함량이 높을수록 강도가 증가하는 경향을 나타내는데, 본 발명에서는 고로 슬래그의 함량이 40 내지 60 중량%인 슬래그 시멘트를 사용함으로써 고로 슬래그의 함량을 높이고 있다.

상기 기층을 구성하는 기층용 조성물은 제1 페로니켈 슬래그, 슬래그 시멘트, 및 석분을 포함하며, 또한, 상기 표층을 구성하는 표층용 조성물은 제2 페로니켈 슬래그, 슬래그 시멘트, 및 착색제를 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 기층용 조성물은 70 내지 80 중량%의 제1 페로니켈 슬래그, 5 내지 10 중량%의 슬래그 시멘트 및 15 내지 20 중량%의 석분으로 구성될 수 있다.

또한, 상기 표층용 조성물은 50 내지 54 중량%의 제2 페로니켈 슬래그, 45 내지 49 중량%의 슬래그 시멘트, 및 0.1 내지 1 중량%의 착색제로 구성될 수 있다. 또한, 착색제를 포함하지 않고, 50 내지 54 중량%의 제2 페로니켈 슬래그, 46 내지 50 중량%의 슬래그 시멘트로 구성될 수도 있다.

또한, 종래기술인 대한민국 등록특허공보 10-2111530호에서는 페로니켈 슬래그의 표면처리를 통해 상용성을 증가시키는 점이 기재되어 있는데, 이를 위하여 페로니켈 슬래그 분말과 수지 조성물을 혼합하는 공정을 통하여 표면처리를 수행한다. 즉, 기층용 조성물에 사용되는 페로니켈 슬래그 100 중량부에 대하여 1 내지 10 중량부의 수지 조성물을 혼합함으로써 표면처리를 하고 있다.

상기 수지 조성물로 표면처리하는 경우 페로니켈 슬래그 입자의 표면에 흡착되어 각 조성물의 혼합시 혼합의 균일성을 향상시킬 수 있는 것으로 나타났다.

상기 수지 조성물을 구성하는 수지로는 극성기를 함유하는 탄화수소계 중합체를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 중합체의 예로는 에폭시 변성 폴리스티렌 공중합체, 에틸렌-무수에틸렌-아크릴산 공중합체, 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체, 에틸렌-알킬아크릴레이트-아크릴산 공중합체, 무수말레산 변성 고밀도 폴리에틸렌, 에틸렌-알킬메타크릴레이트-메타크릴산 공중합체, 에틸렌-부틸아크릴레이트 공중합체, 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체, 무수말레산 변성 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체 중 어느 하나를 들 수 있다.

이러한 극성기를 함유하는 탄화수소계 중합체는 플라스틱 성형체 제조 공정에서 상용화제로 사용되기도 하는데, 본 발명에서는, 특히, 2-페녹시에틸아크릴산 단량체 또는 2-하이드록시-3-페녹시프로필 아크릴산 단량체 80 내지 100 중량부를 주쇄로 하고 3,4-에폭시-1-부텐 1 내지 30 중량부를 중합하여 측쇄를 형성한 에폭시 변성 폴리스티렌 공중합체를 표면 처리용 수지 조성물로 사용할 때 현저한 효과가 나타나는 것으로 파악되었다.

상기 수지 조성물은 상기 에폭시 변성 폴리스티렌 공중합체 100 중량부에 대하여 20 내지 40 중량부의 유기용제를 혼합하여 제조될 수 있고, 상기 수지 조성물과 상기 페로니켈 슬래그를 믹서를 사용하여 10분 내지 1시간 동안 혼합한 후 150 내지 180℃에서 5 내지 10분 간 열처리함으로써 표면처리된 페로니켈 슬래그 분말을 제조할 수 있다.

이와 같이 기층용 제1 페로니켈 슬래그를 표면처리함으로써 제조된 블록의 물성을 향상시키는데, 제2 페로니켈 슬래그에 대해서도, 상기 수지 조성물에 20 내지 40 중량부의 축광안료를 배합하여 표면처리함으로써 축광안료를 함유하는 페로니켈 슬래그를 제조할 수 있는지 시험해 보았다. 그러나 축광안료가 배합되는 경우 표면처리된 도포층이 쉽게 박리되어 다량의 분말이 생성되는 것으로 나타났다. 또한, 축광안료의 분산을 위하여 함량을 20 중량부 미만으로 저감하면 어느 정도 축광안료가 함유될 수는 있으나, 축광안료의 함량이 지나치게 적어 제조된 블록의 시인성이 불충분한 것으로 나타났다.

또한, 상기 보차도용 블록은 기층과 표층의 두께 비율이 7:3 내지 9:1인 것이 바람직하며, 블록의 사용 용도에 따라 상기 표층의 두께를 상기 비율에 맞도록 적절한 두께로 제조할 수 있는데, 이는 본 발명에 따른 보차도용 블록의 제조공정을 통해 쉽게 조절할 수 있다.

또한, 상기 블록을 형성하기 위한 기층용 조성물 및 표층용 조성물은 성형 공정 시 조성물 100 중량%에 대하여 0.01 내지 1 중량%의 물을 부가하는 것이 바람직하다. 소량의 물을 혼합함으로써 조성물의 균질 혼합이 가능하며, 이를 통해 제조된 블록의 물성이 향상되는 것으로 나타났다. 다만 너무 많은 물을 부가하는 경우에는 특정 성분이 불균일하게 응집되는 현상이 발생하여 물성을 오히려 저하시키는 것으로 나타났다.

본 발명에 따른 보차도용 블록은 상기 기층용 조성물 및 표층용 조성물을 사용하여 구성된 기층 및 표층을 포함하는 구조로 형성되는데, 상기 보차도용 블록은 성형틀에 상기 기층용 조성물을 충진하는 단계, 상기 성형틀을 가압하여 기층을 제조하는 단계, 상기 기층 상에 상기 표층용 조성물을 충진하는 단계, 상기 성형틀을 가압하여 상기 기층 상에 표층을 형성한 블록 성형체를 제조하는 단계, 상기 블록 성형체를 양생하는 단계를 통해 제조될 수 있다.

이러한 블록 성형체는 기층 및 표층용 조성물을 제조하기 위한 혼합 조건, 충진 조건, 양생 조건에 따라 내구성, 특히, 가장자리의 강도가 달라지게 된다.

상기 기층 및 표층용 조성물을 혼합할 때 통상의 믹서를 사용하되 혼합시간을 45 내지 55초로 하는 것이 바람직한데, 너무 오래 혼합하면 골재 분리 현상이 나타나게 되며, 혼합시간이 너무 짧아도 불균일 혼합이 되기 때문에 상기 혼합시간으로 혼합하여 성형틀에 충진할 각 조성물을 제조하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 기층 및 표층용 조성물을 상기 성형틀에 부가한 후, 특히, 성형틀에 진동을 부여하여 균일 혼합을 달성할 수 있는데, 1 내지 5초의 진동으로도 제조된 블록의 내구성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 진동시간을 짧게 함으로써 축광안료가 표면에서 이탈되는 현상을 방지할 수 있는 것으로 나타났다.

또한, 양생 조건을 최적화함으로써 블록의 가장자리가 깨지는 불량을 제거할 수 있다. 이를 위하여 본 발명에서는 상기 블록 성형체를 60℃ 이하의 증기에 6시간 동안 노출시켜 양생하는 것이 바람직하다. 이러한 양생 조건을 채용함으로써 일반적인 블록 제조에 따른 양생 조건에 비해 빠른 양생이 가능하며, 석분의 함량을 줄이더라도 내구성이 우수한 블록을 제조할 수 있게 되는 것으로 나타났다.

본 발명에 따른 보차도용 블록의 성능을 평가하기 위하여 다음과 같이 시편을 제조하여 시험평가를 실시하였다.

기층 및 표층용 조성물은 표 1에서와 같은 비율로 제조하였다. 표 1에서 함량은 중량%이며, 슬래그 시멘트로는 포틀랜드 시멘트와 고로 슬래그를 1:1의 중량비로 슬래그 시멘트를 사용하였다. 또한, 각 조성물을 성형틀에 주입할 때 조성물 100 중량%에 대하여 0.02 중량%의 물을 부가하였다.

제2 페로니켈 슬래그를 제조하기 위하여, 증류수 100 중량부에 대하여 디메틸실리콘 오일 22 중량부를 혼합한 후 여기에 PEO-b-PCL 14 중량부를 적하하면서 혼합하여 W/O 에멀전(실리콘 오일 수용액)을 형성하였다. 제조된 실리콘 오일 수용액에 축광안료 분말 30 중량부를 투입하고 30분간 혼합하여 축광안료 수용액을 제조하였다. 제조된 축광안료 수용액에 상기 제2 페로니켈 슬래그 140 중량부를 투입하고 30분 간 혼합한 후, 60℃의 오븐에서 건조하여 표면 처리된 제2 페로니켈 슬래그를 수득하였다(제조예 1).

비교를 위하여, 2-페녹시에틸아크릴산 단량체 100 중량부를 주쇄로 하고 3,4-에폭시-1-부텐 20 중량부를 중합하여 측쇄를 형성한 에폭시 변성 폴리스티렌 공중합체 100 중량부에 대하여 50 중량부의 유기용제 및 축광안료 분말 30 중량부를 믹서를 사용하여 20분 동안 혼합한 후 제2 페로니켈 슬래그 140 중량부를 혼합하고 다시 30분 간 혼합하였다. 얻어진 페로니켈 슬래그를 80℃에서 40분 간 열처리하여 표면처리한 페로니켈 슬래그를 수득하였다(제조예 2).

또한, 상기 페로니켈 슬래그는 분쇄 및 분급 공정을 통해 입자 크기가 4 내지 8㎜인 입자와 입자 크기가 2 내지 4㎜인 입자로 분리한 후 사용하였으며, 입자 크기가 4 내지 8㎜인 입자는 제1 페로니켈 슬래그, 입자 크기가 2 내지 4㎜인 입자는 제2 페로니켈 슬래그로 하였다.

실시예 1 및 비교예 1, 2에서는 기층과 표층의 두께가 8:2가 되도록 하여 블록 성형체를 제조한 후 60℃의 증기에 6시간 노출시켜 양생하였으며, 비교예 3에서는 기층과 표층의 두께가 8:2가 되도록 하여 블록 성형체를 제조한 후 실온에서 20일 간 양생하였다. 실시예 1 및 비교예 1 내지 3에서는 제조예 1에 따른 제2 페로니켈 슬래그를 사용하였으며, 비교예 4에서는 실시예 1과 동일한 방법으로 블록 성형체를 제조하되 제조예 2에 따른 제2 페로니켈 슬래그를 사용하였다.

		실시예1	비교예 1	비교예 2	비교예 3	비교예 4
기층용 조성물	니켈슬래그	75.4	75.4	75.5	75.4	75.4
	시멘트	5.66	5.66	5.65	5.66	5.66
	석분	18.85	18.85	18.85	18.85	18.85
표층용 조성물	니켈슬래그	51.72	51.72	51.65	51.72	51.72
	시멘트	47.6	47.6	47.65	47.6	47.6
	착색제	0.62	0.62	0.7	0.62	0.62

압축강도는 KS F 2405에 의거하여 측정하였으며, 휨강도는 KS F 2048에 의거하여 측정하였고, 투수계수는 KS F 4419에 의거하여 측정하였다.

또한, 30×30㎝의 크기 및 10㎝의 두께로 제조된 블록 시험체를 모서리 부분을 아래로 하여 1.5m 높이에서 콘크리트 바닥 위로 자유낙하한 후 블록의 모서리가 콘크리트 바닥에 닿는 충격에 의해 깨져서 파손되는지를 평가하였다. 낙하시험은 10회 실시하였으며 10회 시험 후에도 모서리 부분이 파손이 없으면 양호, 5~10회의 낙하시험에서 모서리 부분 파손이 발생하면 보통, 5회 미만의 낙하시험에서 모서리 부분 파손이 발생하면 불량으로 평가하였다.

	압축강도(MPa)	휨강도(MPa)	투수계수(㎝/s)	모서리강도
실시예1	36.8	9.0	0.35	양호
비교예1	23.6	6.5	0.31	보통
비교예2	22.3	7.1	0.35	불량
비교예3	26.5	7.7	0.32	불량
비교예4	34.5	8.9	0.35	양호

표 2의 결과를 살펴보면, 실시예 1에 따른 시편은 압축강도, 휨강도 및 투수계수에서 모두 우수한 물성을 나타내었으며, 낙하시험에서도 모서리 부분이 파손되는 현상이 나타나지 않아 전체적으로 내구성이 우수한 블록을 제조할 수 있는 것으로 나타났다.

이에 대하여, 혼화제의 종류를 달리한 비교예 1의 경우 투수계수는 양호했으나, 압축강도, 휨강도에서 낮은 값을 나타내었고, 자유낙하시험에서 모서리 부분의 강도도 약한 것으로 평가되었다.

또한, 혼화제를 포함하지 않는 비교예 2의 경우 모서리가 깨지는 현상이 발생해 블록의 전체적인 내구성은 불충분한 것으로 나타났다.

또한, 양생 조건을 달리한 비교예 3의 경우에도 모서리가 깨지는 현상이 발생했으며, 투수계수가 상대적으로 낮은 것으로 나타났다. 이러한 결과는 양생 조건에 따라 제조되는 블록의 특성이 영향을 받는 것을 시사하는 결과이다.

또한, 제2 페로니켈 슬래그의 종류를 바꾸어 제조된 비교예 4의 경우 실시예 1과 동일한 조건으로 제조되어 압축강도, 휨강도, 투수계수 등에서는 우수한 물성을 나타내었고 모서리 강도도 양호한 것으로 나타났다.

따라서 실시예 1 및 비교예 4의 블록에 대한 시간경과에 따른 잔광휘도를 측정하였다. 상기 블록에 대하여 48 시간동안 햇빛이나 기타 광을 차단하고 보관한 다음, 25W의 전구로 20㎝의 거리에서 15분 동안 광조사 후 광을 차단하고, 시간 경과에 따른 휘도를 탑콘(TOPCON) BM-7 휘도계로 측정하였다. 그 결과는 도 1과 같다.

도 1의 결과를 살펴보면, 실시예 1의 초기 잔광휘도는 1,655mcd/㎡·LUX로서 비교예 4의 1,299mcd/㎡·LUX에 비해 높은 값을 나타내었다. 이러한 결과는 동량의 축광안료가 함유되더라도 제조과정에서 발생하는 소실로 인하여 블록 내에 함유되는 함량에 차이가 발생하기 때문으로 예측되었다.

또한, 잔광 휘도의 변화에서도 비교예 4의 경우 시간의 경과에 따른 감소율이 실시예 1에 비해 큰 것으로 나타났다. 이러한 결과로부터 페로니켈 슬래그의 표면처리를 통해 축광안료가 함유되는 본 발명의 제조방법에 의해 축광성능이 우수한 블록을 제조할 수 있음을 확인하였다.

본 발명은 상술한 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나, 상기 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형과 변경이 가능하다. 그러한 변형예 및 변경예는 본 발명과 첨부된 특허청구범위의 범위 내에 속하는 것으로 보아야 한다.

Claims (2)

1. 기층 및 표층이 적층되어 이루어지는 보차도용 블록의 제조방법으로서,
   성형틀에 제1 페로니켈 슬래그, 슬래그 시멘트, 및 석분을 포함하는 기층용 조성물을 충진하는 단계;
   상기 성형틀을 가압하여 기층을 제조하는 단계;
   상기 기층 상에 제2 페로니켈 슬래그, 슬래그 시멘트 및 착색제를 포함하는 표층용 조성물을 충진하는 단계;
   상기 성형틀을 가압하여 상기 기층 상에 표층을 형성한 블록 성형체를 제조하는 단계;
   상기 블록 성형체를 양생하는 단계;
   를 포함하며,
   상기 제2 페로니켈 슬래그는,
   증류수 100 중량부에 대하여 실리콘 오일 20 내지 30 중량부, PEO-b-PCL(poly(ethylene oxide)-block-poly(ε-caprolactone)) 공중합체 10 내지 20 중량부를 혼합하여 실리콘 오일 수용액을 제조하는 단계;
   상기 실리콘 오일 수용액에 축광안료 분말 20 내지 40 중량부를 혼합하여 축광안료 수용액을 제조하는 단계;
   상기 축광안료 수용액에 상기 제2 페로니켈 슬래그 100 내지 200 중량부를 혼합하고 이를 건조하여 표면 처리하는 단계;
   를 포함하여 제조되는 것을 특징으로 하는 축광안료를 포함하는 보차도용 블록의 제조방법.
2. 삭제

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